多颜色识别的智能搬运机器人的研制硬件电路设计(附件)【字数：9438】
摘 要本课题主要是根据工程机器人大赛搬运项目的竞赛要求，来设计智能搬运机器人的硬件电路部分。根据任务要求，完成循迹模块电路、颜色识别模块电路、执行机构电路、驱动机构电路的设计。进行原理图的设计后，再进行电路板的布线，由厂家生产出印刷电路板后，最后由实验人员来进行手工焊接得到最后的PCBA。经检测，该PCBA能够正常使用，满足实验要求。
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景意义 1
1.2 搬运机器人的发展现状 1
1.3智能机器人硬件发展现状 3
1.4本章小结 3
第二章 总体方案设计 4
2.1总体方案 4
2.1.1智能搬运机器人的任务分析 4
2.1.2智能搬运机器人的总体系统组成 5
2.2智能搬运机器人的系统硬件设计方案 5
2.2.1 控制器的选型 5
2.2.2 循迹传感器的选型 6
2.2.3 颜色传感器的选型 6
2.2.4 驱动电机的选择 7
2.2.6 硬件总体方案分析 7
2.3 本章小结 8
第三章 硬件电路设计 9
3.1主控芯片介绍 9
3.2电路设计 9
3.2.1时钟电路 9
3.2.2复位电路 10
3.2.3电源电路模块 10
3.2.4颜色识别模块 12
3.2.5路径识别模块 13
3.2.6舵机执行机构模块 14
3.3 PCB的设计 14
3.3.1模块化布局 14
3.3.2 电路板的布线 15
3.4 本章小结 16
第四章 电路板的焊接 17
4.1 电路板的焊接方式 17
4.2 电路板焊接注意事项 17
4.3 本章小结 19
第五章 电路板的检测与实验 20
5.1 电源模块的检测 20
5.2 循迹电路试验 20
5.3 颜色识别电路试验 21
5.4 本 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
章小结 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
绪论
1.1背景意义
智能机器人就是一种能够接受人类给出的指令，或按照预先编程设定好的程序自动执行工作的机械装置。机器人的工作就是用来是协助或代替人类实现繁难或者极度有风险的任务。
此次研究是基于江苏省大学生机器人大赛机器人搬运工程项目，是为了满足比赛要求，来根据比赛规则设计出一个款能够参加比赛并获得相应名次的机器人。其主要目的其实是为了模仿企业中已经成熟的智能化物流系统的工作进程。
1.2 搬运机器人的发展现状
近年，随着硬件电路方面的科技进步以及软件人才不断成熟。搬运机器人的外形和技术水平越来越多样化，而且其实用性也越来越得以在生活中体现。
2014年九月份中国人自主创立的南江机器人公司正式成立，在交付完华为的第一批订单后好评如潮，其在机器人方面的影响力越来越大。其开发的仓储机器人iCarrier尤其受到一致赞赏。基于大规模多机器人调度系统，实现货架到人拣选，送货速度提高了三倍以上。显著降低了运营成本，降低了错单率。
/
图11 iCarrier机器人
有家德国慕尼黑的Magazino公司，于2014年研制出了一款拣货机器人，该机器人名为TORU Cube。此款机器人具有智能化的核心控制系统和设计巧妙又特别精准的抓手。它还可以独立行走，可以直接从堆满货物的货架上取走想要的物品。它可以自行调整行走路线，自动避障。它还可以根据抓取不同的物品换上不同的抓手。
/
图12 TORU机器人
Skype创始人Heinal与Startship合作推出了一产品，名为“盒子”机器人。因为它的形状和盒子有些相似，其名字也来源于此，它还可承重20磅的货物。配送区域在1.6公里的范围内，使用范围较广，可以在大街小巷间自如行走。
/
图13 “盒子”机器人
在下表罗列出了以上三种机器人的各方面详细对比表，让我们可以直观明确地看出来每种机器人的大致信息。
表11 国内外搬运机器人举例
机器人名称
所属国家
科研公司
生产时间
搬运机器人特点
使用场所
iCarrier机器人
中国
南江机器人
2015年
二维码路径识别
仓库
TORU机器人
德国
Magazino
2014年
无固定路线
仓库
“盒子”机器人
美国
Stsrtship
2015年
配送快递
平坦地面
智能机器人飞速的发展使得技术的进步飞快，最初的靠轨道行驶的机器人已经不是发展的主流，现如今的机器人已经实现自主规划行走路线，自主解决各种问题，这是我们所希望看到的，希望这个领域发展的越来越好。
1.3智能机器人硬件发展现状
印制电路板是将电子元器件和设计电路完美连接的桥梁，它在电子产品中的地位可想而知，可以认为是电子产品发展的源泉。当PCB与电子元器件完美结合后，就成为了我们日常被广泛使用的PCBA。PCBA被用在社会的各个行业的不同地方，比如我们所使用的通讯设备，还有汽车设备，甚至用于航天设备中，是当代社会飞快发展的助推器。从另一方面考虑印制电路板产业的制作水平同样也代表了该国家的电子产品的普及率以及智能化程度。只有当PCB制作工艺达到了一定的水准，我们才有机会发展我们的工业4.0，才有机会让大数据时代到来，才能够让人工智能产品走入我们的生活。 ? ?
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景意义 1
1.2 搬运机器人的发展现状 1
1.3智能机器人硬件发展现状 3
1.4本章小结 3
第二章 总体方案设计 4
2.1总体方案 4
2.1.1智能搬运机器人的任务分析 4
2.1.2智能搬运机器人的总体系统组成 5
2.2智能搬运机器人的系统硬件设计方案 5
2.2.1 控制器的选型 5
2.2.2 循迹传感器的选型 6
2.2.3 颜色传感器的选型 6
2.2.4 驱动电机的选择 7
2.2.6 硬件总体方案分析 7
2.3 本章小结 8
第三章 硬件电路设计 9
3.1主控芯片介绍 9
3.2电路设计 9
3.2.1时钟电路 9
3.2.2复位电路 10
3.2.3电源电路模块 10
3.2.4颜色识别模块 12
3.2.5路径识别模块 13
3.2.6舵机执行机构模块 14
3.3 PCB的设计 14
3.3.1模块化布局 14
3.3.2 电路板的布线 15
3.4 本章小结 16
第四章 电路板的焊接 17
4.1 电路板的焊接方式 17
4.2 电路板焊接注意事项 17
4.3 本章小结 19
第五章 电路板的检测与实验 20
5.1 电源模块的检测 20
5.2 循迹电路试验 20
5.3 颜色识别电路试验 21
5.4 本 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
章小结 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
绪论
1.1背景意义
智能机器人就是一种能够接受人类给出的指令，或按照预先编程设定好的程序自动执行工作的机械装置。机器人的工作就是用来是协助或代替人类实现繁难或者极度有风险的任务。
此次研究是基于江苏省大学生机器人大赛机器人搬运工程项目，是为了满足比赛要求，来根据比赛规则设计出一个款能够参加比赛并获得相应名次的机器人。其主要目的其实是为了模仿企业中已经成熟的智能化物流系统的工作进程。
1.2 搬运机器人的发展现状
近年，随着硬件电路方面的科技进步以及软件人才不断成熟。搬运机器人的外形和技术水平越来越多样化，而且其实用性也越来越得以在生活中体现。
2014年九月份中国人自主创立的南江机器人公司正式成立，在交付完华为的第一批订单后好评如潮，其在机器人方面的影响力越来越大。其开发的仓储机器人iCarrier尤其受到一致赞赏。基于大规模多机器人调度系统，实现货架到人拣选，送货速度提高了三倍以上。显著降低了运营成本，降低了错单率。
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图11 iCarrier机器人
有家德国慕尼黑的Magazino公司，于2014年研制出了一款拣货机器人，该机器人名为TORU Cube。此款机器人具有智能化的核心控制系统和设计巧妙又特别精准的抓手。它还可以独立行走，可以直接从堆满货物的货架上取走想要的物品。它可以自行调整行走路线，自动避障。它还可以根据抓取不同的物品换上不同的抓手。
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图12 TORU机器人
Skype创始人Heinal与Startship合作推出了一产品，名为“盒子”机器人。因为它的形状和盒子有些相似，其名字也来源于此，它还可承重20磅的货物。配送区域在1.6公里的范围内，使用范围较广，可以在大街小巷间自如行走。
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图13 “盒子”机器人
在下表罗列出了以上三种机器人的各方面详细对比表，让我们可以直观明确地看出来每种机器人的大致信息。
表11 国内外搬运机器人举例
机器人名称
所属国家
科研公司
生产时间
搬运机器人特点
使用场所
iCarrier机器人
中国
南江机器人
2015年
二维码路径识别
仓库
TORU机器人
德国
Magazino
2014年
无固定路线
仓库
“盒子”机器人
美国
Stsrtship
2015年
配送快递
平坦地面
智能机器人飞速的发展使得技术的进步飞快，最初的靠轨道行驶的机器人已经不是发展的主流，现如今的机器人已经实现自主规划行走路线，自主解决各种问题，这是我们所希望看到的，希望这个领域发展的越来越好。
1.3智能机器人硬件发展现状
印制电路板是将电子元器件和设计电路完美连接的桥梁，它在电子产品中的地位可想而知，可以认为是电子产品发展的源泉。当PCB与电子元器件完美结合后，就成为了我们日常被广泛使用的PCBA。PCBA被用在社会的各个行业的不同地方，比如我们所使用的通讯设备，还有汽车设备，甚至用于航天设备中，是当代社会飞快发展的助推器。从另一方面考虑印制电路板产业的制作水平同样也代表了该国家的电子产品的普及率以及智能化程度。只有当PCB制作工艺达到了一定的水准，我们才有机会发展我们的工业4.0，才有机会让大数据时代到来，才能够让人工智能产品走入我们的生活。 ? ?
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